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编辑:admin   分类:耐火知识   发布:2017-09-30 14:38   浏览:
摘要: 加热炉炉底水管粒状耐火纤维浇注料包扎技术 ...
粒状耐火纤维浇注料既具备了重质耐火浇注料的耐高温、高强度和高温下的低收缩率,又具备了轻质隔热浇注料的低热导率和高抗热震性,因此该材料适用于承受高温大温度梯度及一定压力的热工设备。其中该种浇注料中的HM-2.0 (体积密度:2. 0g/cm3 )产品尤其适用于加热炉的水管包扎。
(1) 加热炉水管的工作状况。加热炉炉底水管(或步进梁式加热炉的水梁立柱)是推钢式加热炉(步进梁式加热炉)的重要结构之一。它不仅承受着炉内坯料的全部重量,而且消耗大量的冷却水,其带走的热量是炉膛的无效热消耗,约占加热炉总损失的15%〜30%。因此水管的绝热包扎就显得尤为重要。绝热效果不好的水管,不仅降低炉子的热效率,还会在钢坯下面产生“黑印”,恶化料坯的受热条件,延长了加热时间,产生加热缺陷、降低加热质量。由于炉底水管的工作条件是在高温大温度梯度下,且还要承受炉温的急剧变化,料还的振动等,这就对包扎炉底水管的耐火材料提出了很多要求,即包扎材料要具有较高的耐高温性能;在炉子最高温度下长期工作不变形,不熔化;在常温和高温下要具有较高的耐压强度和抗折强度;耐机械振动性能好;要具有很高的抗热震性能;在炉温急剧变化的条件下,不开裂,不崩落等。
(2) 目前国内采用的炉底水管包扎技术和材料。炉底水骨包扎工艺主要有以下几种:
1) 单层预制块包扎。靠包扎块内部预埋的锚固件与水管连接在一起,这种方法具有施工简单,维修方便,绝热效果一般的特点。但由于其整体性不好,易造成包扎不严密,且易产生破损,使用寿命低,限制了其使用。
2) 现场浇注。现场支模浇注包扎,由于整体密封性好,工艺简单,适应性强,成本低,使用寿命较预制块包扎好,在国内应用较广。它的不足是施工检修工期长,且不易实现复合包扎,故热损失亦很大。
3) 复合包扎。是把已烧结成型的多体组合预制件通过焊在水管上的钢柱,与水管连接起来,这种方法由于包扎块内部无锚固件,寿命较高,且绝热效果好,大幅度降低了水管的热损失。
水管包扎使用的材料:水管绝热包扎所采用的材料分为耐火材料、轻质耐火材料及黏土结合浇注料,重质耐火浇注料如高铝质、低水泥系列具有《高温、高强度和高温下的低收缩率,但其平均热导率很高,轻质隔热材料如轻质砖砂浇注料、多孔熟料浇注料和高强陶粒轻质浇注料等。绝热效果好,但使用温度低,强度小。黏士结合浇注料是应用较早的不定形的耐火浇注料料,高温下强度较低。
(3) 粒状耐火纤维浇注料的包扎技术。粒状耐火纤维浇注料强度高,抗热振性优,隔热性能好。由于球柱状骨料所形成的应力小,且不会破坏制品的连贯性,而且本身的交叉网络结构, 能抵抗外力,使该材料具有较强的机械性能。
在常规的耐火纤维浇注料中,作为骨料的耐火纤维棉没油自成一体,在搅拌过程中,泥浆不断渗入到纤维的微孔里,破坏了纤维的隔热效果,而粒状耐火纤维浇注料依然保存着纤维的多孔性,且分散较均匀,体积密度也较通常耐火纤维制品大,这些都决定了粒状耐火纤维浇注料具油较好的隔热效果。
(4) 粒状耐火浇注料与常规耐火浇注料的水管包扎热损失比较。粒状耐火纤维浇注料具有高强度、耐高温、低热导率的隔热性能,它的隔热效果可以通过管壁的热损失计算来获得。以尺寸为φ152mm X 25mm的水管为例。如 图1所示。
图6-4 加热炉炉底水管粒状耐火纤维浇注料包扎
1-耐热钢锚固件 2-粒状陶瓷纤维浇注料 3-抗氧化钢滑轨 4-高铝纤维毯 5-炉底水管
设水管里的冷却水温度保持在t3=36℃,外面的炉气温度为t1=1320℃,包扎材料的厚度为80mm,以常规耐火浇注料——低水泥浇注料为例,550℃时取它的平均热导率λ2=1.4W/(m·K),则通过单位长度水管的散热量为:
如果用粒状耐火纤维浇注料包扎,550℃时它的平均热导率取λ= 0.43W/(m • K)则这时单位长度水管的散热量为:
粒状耐火纤维浇注料水管包扎比采用低水泥浇注料水管包扎热损为:
由于水管的工作环境是在高温大温度梯度下,且要承受一定的压力和机械振动。这就要求包扎材料既要具有很好的隔热性能,又要有一定的机械性能和高抗热震性。粒状耐火纤维浇注具有重质耐火浇注料和轻质耐火浇注料的优点,是一种较理想的包扎材料。